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1、分组传送网（PTN）技术研究,中国移动研究院 2011年5月,2,主要内容,分组城域传送网概述 PTN技术原理 PTN组网要求 PTN现网部署 小结,3,城域网逻辑架构,分组城域传送网,WDM/ SDH/MSTP,WDM/ SDH/MSTP,SDH/MSTP,PTN,城域传送网,核心层,城域传送网,汇聚层,城域传送网,接入层,IP/MPLS,PON/PTN/WLAN/TD-SCDMA,城域传送网,城域数据网,宽带接入网,PTN,PTN,城域数据网核心层/、业务接入控制层、汇聚层,汇聚交换机,中国移动城域网覆盖城市及其所辖的郊区县，包括城域传送网、城域数据网、 宽带接入网，其中城域传送网包括分组
2、城域传送网、城域SDH/MSTP传送网和城域WDM传送网。,4,分组城域传送网范畴,分组城域传送网向上与移动通信系统的RNC/BSC/SAE-GW、城域数据网业务接入控制层的SR/BRAS相连，向下与基站、各类客户相连。,在核心、汇聚层可以承载于WDM网络之上，做为WDM传送网的客户层,为普通集团客户与家庭客户提供各类业务的汇聚与传送,为各类移动通信网络（2G/3G/LTE）提供无线业务的回传与调度,为重要集团客户提供VPL/VPLS业务的传送与调度；也可与SR配合，为重要集团客户提供VPN、固定宽带等业务的传送与接入,5,MSTP,增强以太,MPLS/ PWE3,Ethernet,IP,PB
3、T,SDH,以太环网保护，提高可扩展性(QinQ),面向连接，MacinMac，增强OAM和可靠性,以太网接口、GFP、L2交换、虚级联,提高转发效率、有连接分组交换、 QoS保证、支持多业务、IGP收敛、FRR,Layer 1 ITU-T,Layer 2 IEEE,Layer 3 IETF,WDM,分组传送网(PTN),L1/L2/L3技术争夺分组城域传送网的市场，同时各类IP化技术也互相借鉴,OTN,成本太高 OAM太弱,不满足电信级,非分组化,MPLS-TP,IP RAN,6,各类IP化技术之间的关系,IP/MPLS,IP域内/域间动态路由和信令协议 面向无连接特性 L3业务承载，如L3
4、 VPN业务、L3组播业务,SDH/MSTP,TDM电路交换和同步,PTN（MPLS-TP）,MPLS帧格式、协议栈、转发机制,电路业务承载 面向连接特性，保证端到端业务性能 OAM，线性保护和环网保护 网管静态配置,分组同步（同步以太网、IEEE 1588v2等）,增强以太,QinQ 私有以太环网保护协议,IP RAN,核心/汇聚层：IP/MPLS 接入层：增强以太,分组交换 L2分组业务承载，如以太网业务、L2 VPN业务、L2组播业务 QOS策略和统计复用,7,测试情况,集团公司于2008年上半年启动了城域传送网IP化相关研究工作，目前已开展了实验室测试、试点测试及规范编制等工作 单厂家
5、实验室测试（2008.72009.1）：PTN、增强以太网、IP/MPLS和IP RAN的技术摸底测试，承载基站业务和宽带业务测试 单厂家试点测试（2009.22009.6）：PTN、增强以太网、IP/MPLS和IP RAN承载基站业务及宽带业务的现网试点测试，涉及8个省、9个厂家的20个测试，重点验证在现网复杂环境下承载实际基站业务的能力，长期运行性能和稳定性，以及故障定位等网管运维能力 多厂家组网实验室测试（2009.42009.6）：对PTN、增强以太网、IP/MPLS、IP RAN等多厂家多技术组网进行实验室测试，重点验证不同厂家设备的互通性以及不同技术混合组网可行性 中国移动分组城域
6、传送网系列规范（2009.12010.1），共7册,8,单厂家单技术试点测试结果汇总,9,基本传输性能 除增强以太E1业务时延不满足要求外，各种技术都能满足E1和以太网业务的误码率/丢包率和时延等基本传输指标的要求,保护 PTN：支持线性保护，部分支持环网保护，性能满足要求 增强以太：支持以太环网保护，性能不满足要求 IP/MPLS：支持TE FRR保护，性能满足要求 IP RAN：汇聚层支持TE FRR，接入层支持以太环网保护，性能满足要求，接入环10个节点时接近门限,QoS和同步 QOS：所有技术均能满足要求 频率和时间同步：PTN支持，IP RAN部分支持,分组城域传送网,OAM和网管
7、各种技术都实现故障检测和定位，其中PTN的OAM机制最完善，可实现性能测量、告警和告警抑制、性能劣化触发保护等功能 网管：PTN整体较好，IP RAN相对较好，其他技术较差,综上所述，近期主要选用PTN、IP RAN，积极跟踪增强以太技术发展。PTN适合各种规模组网；IP RAN规模组网能力受限。在成本和功耗方面，与IP RAN相比，PTN优势明显。,各类IP化技术比较,10,主要内容,分组城域传送网概述 PTN技术原理 PTN组网要求 PTN现网部署 小结,11,优势 继承MPLS的转发机制和多业务承载能力(PWE3) 支持分组交换、QoS和统计复用能力（IP化） 采用面向连接技术，提高业务
8、端到端性能保证 继承传送网的OAM和保护能力 去除了IP的复杂的路由协议和面向非连接的特性，更适应城域网环网结构和汇聚型业务需求 去除了SDH的TDM交换和同步 不足 暂不支持L3功能，后续可演进 静态配置方式给网络调整带来复杂度 国际标准未成熟，导致产品成熟度不高,PTN(MPLS-TP)是针对城域网应用场景，结合IP/MPLS和传送网技术而做的优化,MPLS-TP = MPLS - L3复杂性 + OAM + 保护,12,PTN（MPLS-TP）为实现类似SDH的面向连接的端到端OAM，去除了IP/MPLS众多无连接的特性,PTN与IP/MPLS设备差异,13,SDH/MSTP和PTN设备
9、的交换方式比较,14,类似SDH的PTN（MPLS-TP）分层模型,高阶通道层 (HO-VC),低阶通道层 (LO-VC),再生段层 (RS),复用段层 (MS),VP层(LSP/Tunnel),VC层 (PW),物理媒介层 (Fiber /Copper),段层 (以太网/SDH),为一个或多个客户层业务提供更大的传送网通路（即LSP），在LSP中将一条或多条PW封装到与该LSP对应的MPLS隧道中，并提供MPLS隧道的监控。 等效于MPLS的隧道层（Tunnel），而TunnelLSP唯一标识相同源宿的标签交换路径,为客户层业务提供端到端的传送网通道，将业务净荷适配、封装到最贴近业务的PW中
10、，并提供PW的监控。 等效于MPLS的PWE3协议的伪线层（PW）,段层的物理连接链路承载在物理媒介层上，物理媒介层实现对比特流的传送。 可以是光媒介或电媒介，例如光纤、铜缆甚至无线等,为一个或多个传送网通路提供信息完整性传递的物理连接链路，并对链路质量进行监控。 例如以太网、SDH、OTH、波长通道等物理连接链路,业务净荷 TDM,业务净荷 以太网、TDM、ATM,SDH,PTN,15,OAM,分组交换矩阵,TDM CES,同步处理,设备管理监控,Ch STM-1,IMA/TDM E1,控制平面,ATM CES,EMS,保护,PTN,MSTP,Router,基站,CPE,ETH 通道,ETH
11、通道,流量管理,PTN,Router,10GE/GE/FE,10GE/GE/FE,TDM EOS,ATM STM-1,ETH通道,ETH通道,ETH通道,UNI,NNI,PTN设备功能框图,传统业务预处理，如SDH映射、TDM业务的电路仿真等,故障定位 性能监控,故障检测时间3.3ms310ms 保护倒换时间50ms,报文处理 标记交换,业务交换（热备）,流量调度 基于业务流的QOS策略,拓扑管理 配置管理 告警性能管理 安全管理,路由和信令 保护恢复,1588v2时间同步 同步以太,16,MPLS-TP帧格式,数据帧结构 TMP标签域 TMC标签域,17,MPLS-TP的保护倒换技术（1）线
12、性保护,线性保护倒换：G.8131定义的路径保护 主要包括无协议的11方式和基于协议的1：1/1：N方式，可以对端到端路径或者端到端路径上的每个区段（节点或链路）进行保护，其中11和1：1为独享保护，1：N为共享保护。 采用11时工作路径和保护路径都承载业务并采用双发选收的模式 采用1：1时在网络正常情况下仅工作路径承载业务，备用路径空闲（也可运行其他较低优先级的业务），在网络故障情况下，通过协议切换到备用路径承载业务（可抢占其他较低优先级的业务） TE FRR是基于协议的区段1：1方式，属于1：1线性保护的一种实现方式。一般对端到端路径上的每个区段分别做1：1线性保护。,18,线性1+1保护
13、,工作原理,技术特点： 采用MSTP的通道保护原理，双发选收； 倒换时间最短； 保护路径不能传送业务； LSP标签占用大、带宽利用率低； 主用、备用 LSP应配置相同标签来减少标签数,19,线性1:1保护,工作原理,技术特点： 采用SDH的通道保护原理，源宿节点两端桥接； 倒换时间相对1+1长，小于50ms； 保护路径可实现次要业务传送； LSP标签占用大、带宽利用率低； 主用、备用 LSP应配置相同标签来减少标签数,20,MPLS-TP的保护倒换技术（2）环网保护,环网保护倒换：G.8132定义的环网保护 环网保护是基于协议的区段共享方式。一般对环网上的每个区段分别做保护，不同区段的备用路径
14、可以共享。 在网络正常情况下，端到端路径经过的各个区段的备用路径空闲（也可运行其他较低优先级的业务）；在某个区段故障时，有两种实现方式，一种是wrapping （环回）方式，故障区段的相邻节点通过协议切换到该区段的备用路径，另一种是steering方式（转向） ，源宿节点通过协议切换到备用路径。 由于环网保护为共享方式，在资源利用率方面比11和1：1线性保护更有优势，因此在各种保护方式成熟情况下，应优选环网保护（例如，现网MSTP以复用段共享环网保护为主）。 环网保护的跨环问题可考虑与其他保护方式结合,21,Wrapping环网保护,Wrapping,技术特点： 属于段层保护，类似SDH的复用
15、段保护原理，在故障处相邻两节点进行桥接； 采用TMS层OAM中的APS协议，实现小于50ms 倒换； 段层保护，节省大量LSP条目数和配置工作量； 无需每条LSP 3.3ms间隔的开销帧，大幅提高业务通道的传送带宽； 在分布型业务模型下，环网带宽利用率更高。,22,Steering环网保护,技术特点： 属于段层保护，故障处相邻两节点通过APS协议分别告知所有经过故障点的业务的源、宿节点，源、宿节点在各自节点处倒换； 受影响网元较多，倒换协议复杂，倒换时间难以保证50ms； 段层保护，在节省LSP条目数和配置工作量、提高传送带宽方面的优势同Wrapping。,Steering,23,PTN的OA
16、M功能,PTN的OAM机制可实现类似SDH丰富开销的能力，以满足电信级网络管理维护的要求。 PTN的OAM主要功能特征： 支持层次化OAM功能，提供了最多8层（07），并且每层支持独立的OAM功能，来应对不同的网络部署策略。一般分为VC层、VP层、段层和接入链路层面 提供与故障管理相关的OAM功能，实现了网络故障的自动检测、查验、故障定位和通知的功能 在网络端口、节点或链路故障时，通过连续性检测，快速检测故障并触发保护 在故障定位时，通过环回检测，准确定位到故障端口、节点或链路 提供与性能监视相关的OAM功能，实现了网络性能的在线测量和性能上报功能 在网络性能发生劣化时，通过对丢包率和时延等性能指标进行检测，实现对网络运行质量的监控，并触发保护 提供告警和告警抑制相关的OAM功能 告警机制可以保证在网络故障时产生告警，从而及时、有效关联到故障影响的业务 网络底层故障会导致大量的上层故障，
